大規(guī)模天線系統(tǒng)中半盲解碼方法的研究.pdf

1、作為下一代5G通訊的關鍵技術之一，大規(guī)模天線（massive MIMO）技術如今越來越受到人們的重視。massive MIMO系統(tǒng)與傳統(tǒng)天線系統(tǒng)的區(qū)別在于，massive MIMO系統(tǒng)中基站側配備的天線數龐大，這些天線在同一頻率上同時為小區(qū)內多個用戶移動提供通信服務。
　　在信號傳輸過程中，如果信號接收方掌握信道狀態(tài)信息（CSI，Channel State Information），則系統(tǒng)將提供較高的傳輸與能耗效率，且系統(tǒng)的信號處

2、理過程簡單。但是如果CSI信息未知，系統(tǒng)的性能將受到較大的影響。當CSI未知時，系統(tǒng)通過訓練來獲取CSI的估計值。具體來說，就是用戶先發(fā)送預先設計好的導頻信號（pilot signals），然后基站借助接收到的導頻信號來估計CSI，CSI估計的準確度直接影響后續(xù)解碼性能。為了保證CSI估計的準確性，不同用戶發(fā)送的導頻序列應該相互正交。但是，在同一頻譜上不同的用戶同時發(fā)送導頻信號時，要滿足導頻的正交性條件將會占用相當多的系統(tǒng)資源。而且，在

3、massive MIMO系統(tǒng)，為了滿足數據的高速率和大容量傳輸，會縮小小區(qū)的范圍，使得小區(qū)分布更密集，相鄰小區(qū)間的距離也就更近。但是這也帶來了問題，小區(qū)間的干擾就無法避免，即在同一時間同一頻段上，不同小區(qū)的用戶可能發(fā)送相同的導頻信號。由于不同小區(qū)用戶的導頻相同，接收方無法判斷是否是本小區(qū)的用戶發(fā)送的導頻，如果把其他小區(qū)用戶的導頻當作本小區(qū)用戶的導頻，則估計得到的CSI并不是本小區(qū)用戶到基站的CSI，這將給后續(xù)的解碼帶來嚴重的錯誤。上述現

4、象稱為導頻污染（pilot contamination），它來源于其他小區(qū)發(fā)送的訓練序列的所污染的CSI估計。如果所有小區(qū)都采用正交的導頻，不會存在導頻污染，但是導頻信號的長度會很大，不符合實際的傳輸要求。
　　本論文將提出一種新的解碼方法，即用在massive MIMO系統(tǒng)中的半盲解碼方法，用來緩解massive MIMO系統(tǒng)中導頻污染的影響。在新提出的方法中，用主成分分析法（PCA，Principle Component An

5、alysis）對接收信號矩陣進行降維處理、復數獨立成分分析法（ICA，Independent Component Analysis）進行獨立成分的提取以及估計信道、MMSE（Mean Minimal Square Error）解碼解出用戶的發(fā)送信號，和少量導頻信號來克服ICA中存在的不確定性。最后，提出用基于Fourier變換的酉空時碼（unitary space-time code）來進一步優(yōu)化導頻信號，實現更好的解碼性能。